JP2020143561A - ロックボルト打設用作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックボルト打設作業の作業効率を向上させるとともにコストダウンを図る。【解決手段】このドリルジャンボ１は、ドリフタ４が装備されたドリルブーム３と、ロックボルトＢの打設作業を行うための打設作業台１１および作業用ブーム１０を有する打設作業用リフト装置４０と、ロックボルトＢの定着剤を圧送するポンプ３２を含む注入装置３１および作業用ブーム１０が装備された注入支援用リフト装置３０と、を備える。注入支援用リフト装置３０の作業用ブーム１０は、ドリルジャンボ１の走行時または駐機時にあっては、注入装置３１を台車２上に格納する格納姿勢Ｋに配置可能に、且つ、ロックボルトＢの打設作業時にあっては、注入装置３１を打設作業場の地上Ｇまたはその近傍に位置させた作業姿勢Ｓに配置可能な可動範囲を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ロックボルトの打設作業を行うための作業車両に関する。

トンネル施工及び鉱山坑道掘削作業において、発破による切羽掘進に並行して、トンネルおよび坑道壁面の補強を目的としてロックボルトが打設される。ロックボルト打設作業では、ロックボルトの打設作業を行うための作業車両として、例えばドリルジャンボが用いられる。ドリルジャンボによって、さく孔、モルタル等の定着剤の注入およびロックボルトの打設等の一連の作業が行なわれる。
このロックボルト打設作業において、ドリルジャンボの装備以外に、ロックボルト定着用の定着剤注入装置（ポンプ）が必要となる。一般的に、この種の定着剤注入装置は、トラック等の混練圧送作業車に搭載され、ドリルジャンボ付近に混練圧送作業車が持ち込まれている（例えば図４参照）。

しかし、図４に示すように、定着剤注入装置Ｍが混練圧送作業車Ｃに搭載されているので、狭いトンネルＴ内での切羽付近に、ドリルジャンボ１００と混練圧送作業車Ｃとが併設される状況になる。
また、定着剤注入装置Ｍを搭載した混練圧送作業車Ｃは、安全上、ドリルジャンボ１００の各作業用ブーム１１０の稼働範囲を避けて、内周壁ＷへのロックボルトＢの打設位置からトンネル後方に離れた場所に設置される。そのため、定着剤を注入するための注入ホース１３４も長くなる傾向にある。

これに対し、例えば特許文献１に記載の技術は、ドリルジャンボ後端の作業台に混練圧送装置を設けている。同文献記載の技術によれば、ドリルジャンボ自体に混練圧送装置を配備したので、混練圧送作業車が不要となる。

特開平５−３１１９９６号公報

しかし、ロックボルト打設時の定着剤注入作業は切羽付近なので、特許文献１に記載の技術においても、作業用ブーム１１０を伸張する必要があり、定着剤を注入する注入ホースも、それに見合う長さのホースをドリルジャンボ後端の作業台との間に装備しなければならない。そのため、同文献記載の技術においても、ロックボルト打設作業の作業効率を向上させるとともに、コストダウンを図る上で未だ改善の余地がある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ロックボルト打設作業の作業効率をより向上させるとともにコストダウンを図ることができる、ロックボルト打設用作業車両を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るロックボルト打設用作業車両は、トンネル工事におけるロックボルトの打設作業を行うための作業車両であって、さく孔機が装備されたドリルブームと、ロックボルトの打設作業を行うための打設作業台および第一の作業用ブームを有する打設作業用リフト装置と、ロックボルトの定着剤を圧送するポンプを含む注入装置が装備された混練圧送作業台および第二の作業用ブームを有する注入支援用リフト装置と、を備え、前記第二の作業用ブームは、当該作業車両の走行時または駐機時にあっては、前記混練圧送作業台を当該作業車両の台車上に格納する格納姿勢に配置可能に、且つ、ロックボルトの打設作業時にあっては、前記混練圧送作業台を打設作業場の地上またはその近傍に位置させた作業姿勢に配置可能な可動範囲を有することを特徴とする。

本発明の一態様に係るロックボルト打設用作業車両によれば、ロックボルトの定着剤を圧送するポンプを含む注入装置を注入支援用リフト装置に備えているので、混練圧送作業車が不要となる。
そして、注入支援用リフト装置が備える第二の作業用ブームは、当該作業車両の走行時または駐機時にあっては、混練圧送作業台を当該作業車両の台車上に格納する格納姿勢に配置可能なので、作業車両の走行時または駐機時には、作業車両の台車内に混練圧送作業台を格納できる。

さらに、第二の作業用ブームは、ロックボルトの打設作業時にあっては、混練圧送作業台を打設作業場の地上またはその近傍に位置させた作業姿勢に配置可能なので、ロックボルトの打設作業時には、第二の作業用ブームを移動させることによって、ロックボルトの定着剤を圧送する注入装置を装備した混練圧送作業台を打設作業場近辺の地上に設置できる。
そのため、本発明の一態様に係るロックボルト打設用作業車両によれば、定着剤を注入する注入ホースを短縮でき、これにより、モルタル等の定着剤材料の性状変化および無駄も少なくできる。よって、本発明の一態様に係るロックボルト打設用作業車両によれば、ロックボルト打設作業の作業効率を向上させるとともにコストダウンを図ることができる。

上述のように、本発明によれば、ロックボルト打設作業の作業効率を向上させるとともにコストダウンを図ることができる。

本発明の一態様に係るロックボルト打設用作業車両の説明図であって、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図であり、同図では、同作業車両の走行時ないし駐機時における注入支援用リフト装置および打設作業用リフト装置を格納した格納姿勢を示している。 図１に示すロックボルト打設用作業車両によるロックボルト打設作業の説明図であって、同図（ａ）は切羽側から見た正面図、（ｂ）は側面図であり、同図では、同作業車両のさく孔装置によるさく孔作業時における注入支援用リフト装置の作業姿勢を示している。 図１に示すロックボルト打設用作業車両によるロックボルト打設作業の説明図であって、同図（ａ）は切羽側から見た正面図、（ｂ）は側面図であり、同図では、同作業車両の打設作業用リフト装置の打設作業台に搭乗したオペレータによる定着剤注入作業時における注入支援用リフト装置の混練圧送作業台を地上またはその近傍に位置させた作業姿勢を示している。 従来のロックボルト打設用作業車両および混練圧送作業車によるロックボルト打設作業の説明図であり、同図（ａ）は切羽側から見た正面図、（ｂ）は側面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。

ロックボルト打設用作業車両である本実施形態のドリルジャンボを図１に示す。本実施形態では、複数のドリルブームと複数の作業用ブームとを装備している、いわゆるドリルジャンボをベースとし、複数装備されている作業用ブームに枢支された作業台の一つに、注入装置を搭載して注入支援用リフト装置を装備した例である。
詳しくは、図１に示すように、本実施形態のドリルジャンボ１は、走行可能な台車２を備える作業車両である。台車２の前後にはアウトリガ６が設けられている。
本実施形態では、台車２の前部には、旋回、起伏、伸縮可能なドリルブーム３が３基設けられている（同図（ａ）参照）。各ドリルブーム３の先端には、同図（ｂ）に示すように、ガイドシェル２０が傾動可能に支持されている。ガイドシェル２０の先端側にはフートパット２５が装着されている。

各ドリルブーム３には、ガイドシェル２０を所定方向に移動可能にするために、同調回路を有する油圧駆動機構が設けられている。さらに、各ドリルブーム３には、ガイドシェル２０を自在に旋回させるための旋回用アクチュエータが設けられ、ドリルブーム３の移動とともに、ガイドシェル２０をトンネル内の所定の空間位置に移動可能になっている。
また、ドリルブーム３の後方には、昇降可能なオペレータキャビン７が台車２の上部に配置されている。オペレータキャビン７には、各ドリルブーム３および後述する各作業用ブーム１０の旋回、起伏、伸縮操作を行って所望の作業位置に移動させる操作器１４が設けられている。

ガイドシェル２０には、穿孔時にガイドシェル５上をフィードされる、公知の油圧式のドリフタ４がさく孔機として搭載されている。ドリフタ４には、ガイドシェル５の長手方向に沿って延びる穿孔用ロッド２１が、その基端側を回転可能に装着される。穿孔用ロッド２１の先端には、ロックボルト孔を穿孔するためのビット２２が装着される。
さらに、台車２の上部には、同図（ａ）に示すように、左右両側に架台８がそれぞれ装備されている。各架台８上には、前後に移動可能なブーム台９が設けられている。二基のブーム台９には、旋回、起伏、伸縮可能な作業用ブーム１０がそれぞれ支持されている。

本実施形態では、一方（この例では台車２の右側）の作業用ブーム１０の先端には打設作業台１１が配置されて打設作業用リフト装置４０が構成され、他方（この例では台車２の左側）の作業用ブーム１０の先端には混練圧送作業台１５が配置されて注入支援用リフト装置３０が構成されている。なお、二基のブーム台９の作業用ブーム１０は同一の構成を有するので、以下、対応する構成は同一の符号を付して説明する。

図１（ｂ）に示すように、注入支援用リフト装置３０の混練圧送作業台１５は、その下面が後方から第二の作業用ブーム１０の先端部に枢支されている。混練圧送作業台１５は、傾動シリンダ１２によって傾動可能に枢支される。傾動シリンダ１２は、第二の作業用ブーム１０に設けられた同調シリンダ１３に接続され、第二の作業用ブーム１０の起伏に伴って傾動して混練圧送作業台１５が常に水平姿勢が保持されるようになっている。
図２および図３に示す、打設作業用リフト装置４０の打設作業台１１は、第二の作業用ブーム１０同様に、その下面が後方から第一の作業用ブーム１０の先端部に枢支されている。打設作業台１１は、傾動シリンダ１２によって傾動可能に枢支される。傾動シリンダ１２は、第一の作業用ブーム１０に設けられた同調シリンダ１３に接続され、第一の作業用ブーム１０の起伏に伴って傾動して打設作業台１１が常に水平姿勢が保持されるようになっている。

すなわち、本実施形態では、第二の作業用ブーム１０に枢支された混練圧送作業台１５に、ポンプ３２を含む注入装置３１が装備されて注入支援用リフト装置３０が構成されている。
注入装置３１は、混練圧送作業台１５の床面上に固定される筐体３３と、筐体３３の上部に設けられたホッパ３７と、ホッパ３７の下部に設けられたポンプ３２とを有する。ポンプ３２は、例えばスクリューポンプであって、軸方向の一端に圧送用ノズル３６が設けられ、他端に圧送用モータ３５が設けられている。圧送用モータ３５が駆動されると、ホッパ３７に貯留されているモルタル等の定着剤を、圧送用ノズル３６から打設作業台１１の注入手段である注入チューブ・ノズルＲに向けて吐出可能になっている。

そして、注入支援用リフト装置３０の第二の作業用ブーム１０は、混練圧送作業台１５を台車２上に格納する格納姿勢Ｋに配置可能に、且つ、混練圧送作業台１５を打設作業場の地上Ｇまたはその近傍に位置させた作業姿勢Ｓに配置可能な可動範囲を有する。
これにより、本実施形態の注入支援用リフト装置３０は、ドリルジャンボ１の走行時または駐機時若しくは切羽穿孔時には、ドリルジャンボ１の台車２内の格納位置に混練圧送作業台１５を格納可能に、且つ、ロックボルトＢの打設作業時には、混練圧送作業台１５を打設作業場近辺の地上Ｇに設置可能になっている。

次に、本実施形態のドリルジャンボ１によるロックボルト打設作業およびその作用・効果について説明する。
複数のロックボルトＢの一連の打設作業を行なって、トンネルＴの内周壁ＷにロックボルトＢを打設する際は、まず、打設位置の近傍にドリルジャンボ１を移動させ、アウトリガ６を張り出して台車２の安定を確保する。次いで、各ブーム台９を後退させるとともに各作業用ブーム１０を側方に旋回して打設作業台１１および混練圧送作業台１５を後方に下げる。

次いで、各ドリルブーム３を移動させ、各ガイドシェル２０をトンネルＴの内周壁Ｗに対向させ、図２に示すように、ロックボルト孔Ｈの必要な位置に位置決めする。次いで、トンネルＴの内周壁Ｗに、各ガイドシェル２０の先端側のフートパット２５の外側面を当接させて着岩状態とし、ドリフタ４を駆動してロックボルト孔Ｈを穿孔する。穿孔作業は、オペレータがオペレータキャビン７内で制御する。

穿孔用ロッド２１を回転させつつ、ガイドシェル５上でドリフタ４をフィードする。これにより、穿孔用ロッド２１先端のビット２２でロックボルト孔Ｈの穿孔を行なうことができる。
穿孔が終わると、ガイドシェル５を下方に下げ、図３に示すように、各ブーム台９を前進させるとともに、各作業用ブーム１０を伸長し、打設作業台１１を持ち上げてロックボルト孔Ｈの近傍に移動させるとともに、混練圧送作業台１５を打設作業場近辺の地上Ｇに設置する。

打設作業台１１のオペレータＰｓは、通常の方法で、ロックボルトＢを持ち上げて挿入の準備をする。この挿入作業は、オペレータＰｓが打設作業台１１に搭乗して、ロックボルト孔Ｈの間近で挿入状態を視認しつつ挿入する。
ロックボルト孔ＨへのロックボルトＢの挿入が終わると、次のロックボルト孔Ｈの位置まで打設作業台１１を移動させて、同様の作業を繰り返して所定数のロックボルトＢの挿入を行う。ナットおよび座金でロックボルトＢを固定し、モルタル等の定着剤による仕上げ施工を施してロックボルトＢが打設される。

このとき、注入支援用リフト装置４０の混練圧送作業台１５のオペレータＰｍは、混練圧送作業を行って、打設作業用リフト装置４０の打設作業台１１のオペレータＰｓの打設作業を補助する。
具体的には、オペレータＰｍは、混練圧送作業台１５に搭乗して注入装置３１を駆動し、注入ホース３４を介してモルタル等の定着剤を打設作業台１１の注入チューブ・ノズルＲに向けて圧送する。また、この混練圧送作業では、オペレータＰｍが、定着剤をホッパ３７に投入し、注入装置３１を操作する。

このように、本実施形態のドリルジャンボ１によれば、注入装置３１を混練圧送作業台１５に搭載した注入支援用リフト装置３０を、走行時および駐機時ないし切羽穿孔時には、台車２上の格納姿勢Ｋ（図１参照）に配置できる。そして、ロックボルトＢの打設作業時には、ロックボルトＢの打設位置近傍の作業姿勢Ｓに設置できる（図３参照）。
そのため、本実施形態のドリルジャンボ１によれば、図４に示したような混練圧送作業車が不要となり、定着剤注入装置を搭載したトラック等の混練圧送作業車の出入りスペースの確保が不要である。そのため、安全に且つ迅速なロックボルト打設作業が可能となる。

また、本実施形態のドリルジャンボ１によれば、モルタル等の定着剤を注入する打設作業台１１の位置と注入装置３１を搭載した混練圧送作業台１５の設置位置相互の距離を近接できる。
そのため、相互間に配管される注入ホース３４の長さを短縮できるので、モルタル等の定着剤材料の性状変化および無駄も少なくできる。そのため、ロックボルト打設作業の作業効率を向上させるとともにコストダウンを図ることができる。

さらに、本実施形態のドリルジャンボ１によれば、注入装置３１を搭載した混練圧送作業台１５を、打設作業場の地上Ｇまたはその近傍に位置させた作業姿勢Ｓに配置できる。そのため、混練圧送作業台１５のオペレータＰｍは、注入装置３１への定着剤材料の投入、注入装置３１の操作、および注入装置３１の洗浄作業も、地上での作業が可能となる。そのため、混練圧送作業台１５のオペレータＰｍは、作業し易い状況下で安全に各作業を行うことができる。

ここで、ロックボルトＢの定着剤を圧送するポンプを作業用ブームのような可動部に設置することは一般的では無いところ、以上説明したように、本実施形態のドリルジャンボ１によれば、複数装備されている作業用ブームに枢支された作業台の一つに注入装置を搭載して注入支援用リフト装置を構成することにより、ドリルジャンボ等の１台の作業車両で、ロックボルトの打設作業をより安全に且つより効率良く、また、より確実に施工でき、これにより、ロックボルト打設作業の作業効率を向上させるとともにコストダウンを図ることができるのである。

なお、本発明に係るロックボルト打設用作業車両は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。例えば、作業車両は、ドリルジャンボに限定されず、トンネル工事におけるロックボルトの打設作業を行うための車両であれば、種々の作業車両に適用できる。

１ ドリルジャンボ（ロックボルト打設用作業車両）
２ 台車
３ ドリルブーム
４ ドリフタ（さく孔機）
５ ガイドシェル
６ アウトリガ
７ オペレータキャビン
８ 架台
９ ブーム台
１０ 作業用ブーム
１１ 打設作業台
１２ 傾動シリンダ
１３ 同調シリンダ
１４ 操作器
１５ 混練圧送作業台
２０ ガイドシェル
２１ 穿孔用ロッド
２２ ビット
２５ フートパット
３０ 注入支援用リフト装置
３１ 注入装置
３２ ポンプ
３３ 筐体
３４ 注入ホース
３５ 圧送用モータ
３６ 圧送用ノズル
３７ ホッパ
４０ 打設作業用リフト装置
Ｂ ロックボルト
Ｃ 混練圧送作業車
Ｈ ロックボルト孔
Ｍ モルタル注入装置
Ｐｍ、Ｐｓ オペレータ
Ｒ 注入チューブ・ノズル
Ｔ トンネル
Ｗ 内周壁
Ｋ 格納姿勢
Ｓ 作業姿勢

Claims (2)

1. トンネル工事におけるロックボルトの打設作業を行うための作業車両であって、
   さく孔機が装備されたドリルブームと、ロックボルトの打設作業を行うための打設作業台および第一の作業用ブームを有する打設作業用リフト装置と、ロックボルトの定着剤を圧送するポンプを含む注入装置が装備された混練圧送作業台および第二の作業用ブームを有する注入支援用リフト装置と、を備え、
   前記第二の作業用ブームは、当該作業車両の走行時または駐機時にあっては、前記混練圧送作業台を当該作業車両の台車上に格納する格納姿勢に配置可能に、且つ、ロックボルトの打設作業時にあっては、前記混練圧送作業台を打設作業場の地上またはその近傍に位置させた作業姿勢に配置可能な可動範囲を有することを特徴とするロックボルト打設用作業車両。
2. 前記作業車両は、ドリルジャンボである請求項１に記載のロックボルト打設用作業車両。

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